JP2010046880A - 筐体の製造方法及び検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】製造コストを上昇させることなく、インサート成形される金属部材が外部に露出するのを防止すること。
【解決手段】成形金型４０に移動可能に設けられたコアピン４１で押さえた状態で端子３０をインサート成形する筐体の製造方法において、成形金型４０内に射出される樹脂材料５０の射出圧力よりも大きい押圧力でコアピン４１により端子３０を押さえるステップと、成形金型４０内に樹脂材料５０を射出するステップと、コアピン４１の押圧力よりも大きい保持圧力を成形金型４０内の樹脂材料５０に加えてコアピン４１を退避させるステップと、コアピン４１が退避した部分に樹脂材料５０を充填するステップとを具備することを特徴とする。
【選択図】図５

Description

本発明は、筐体の製造方法及び検出装置に関し、特に、インサート成形により金属部材が埋設される筐体の製造方法及び検出装置に関する。

従来、樹脂材料によって構成され、インサート成形により内部に金属製の端子を埋設する筐体の製造方法が知られている。そして、このような筐体の製造方法において、インサート成形時における樹脂流れに起因する端子の移動を防止するため、端子の一部を外部に露出するように配置し、成形金型で当接保持するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この筐体によれば、端子の一部が成形金型によって当接保持されることから、インサート成形時における樹脂流れに起因する端子の移動を防止可能となる。
特開２００７−３３１６４号公報

しかしながら、上述したような従来の筐体の製造方法においては、端子の一部が外部に露出することとなるため、その露出した部分を接着剤等で封止する必要がある。このため、筐体を製造する際に必要となる工程が増え、製造コストが上昇してしまうという問題がある。

また、成形金型の一部にコアピンを備え、このコアピンで端子の一部に接触させた状態で樹脂材料を成形金型に充填すると共に、樹脂材料を固化させる筐体の製造方法も知られている。しかしながら、このような筐体の製造方法においても、コアピンを取り除いた後に形成される穴から端子が露出することとなるため、上述した問題の解決には至らない。

本発明はこのような実情に鑑みて為されたものであり、製造コストを上昇させることなく、インサート成形される金属部材が外部に露出するのを防止することができる筐体の製造方法及び検出装置を提供することを目的とする。

本発明の筐体の製造方法は、成形金型に移動可能に設けられたコアピンで押さえた状態で金属部材をインサート成形する筐体の製造方法であって、前記成形金型内に射出される樹脂材料の射出圧力よりも大きい押圧力で前記コアピンにより前記金属材料を押さえるステップと、前記成形金型内に前記樹脂材料を射出するステップと、前記コアピンの押圧力よりも大きい保持圧力を前記成形金型内の前記樹脂材料に加えて前記コアピンを退避させるステップと、前記コアピンが退避した部分に前記樹脂材料を充填するステップとを具備することを特徴とする。

本発明の筐体の製造方法によれば、成形金型に射出された樹脂材料に対する保持圧力を利用してコアピンを退避させ、その退避部分に樹脂材料を充填することができることから、従来の筐体の製造方法のように、外部に露出した金属部材の一部を接着剤等で封止する必要がなくなるので、製造コストを上昇させることなく、インサート成形される金属部材が外部に露出するのを防止することが可能となる。

上記筐体の製造方法においては、前記コアピンに対応する部分における前記樹脂材料の肉厚を当該コアピンの移動方向に他部分よりも厚く形成することが好ましい。このようにコアピンに対応する部分における樹脂材料の肉厚を他部分よりも厚くすることにより、コアピンに対応する成形部分における筐体の強度が弱化するのを防止することが可能となる。

上記筐体の製造方法においては、前記コアピンの外径よりも小さい断面積に設けられた先端部を前記金属部材に形成された孔に挿通した状態で前記金属部材を押さえることが好ましい。この場合には、コアピンを退避させ、その退避部分に樹脂材料を充填する構成を採る場合においても、コアピンに対応する成形部分における肉厚が薄くなる部分を小さくできるので、簡単な構成で当該部分における筐体の強度が弱化するのを防止することが可能となる。

本発明に係る検出装置は、センサを筐体内に内蔵し、前記センサから筐体に導出される金属端子がインサート成形される樹脂からなる検出装置であって、前記金属端子が埋設される埋設部と、インサート成形時に前記金属端子を押さえると共に成形金型内に射出された樹脂材料に対する保持圧力に応じて退避するコアピンに対応する位置に設けられる肉厚部とを具備することを特徴とする。

本発明の検出装置によれば、成形金型内に射出された樹脂材料に対する保持圧力に応じて退避するコアピンに対応する位置に肉厚部を設けたことから、保持圧力に応じてコアピンを退避させる成形金型を用いて製造する場合においても、コアピンの対応部分における筐体の強度が弱化するのを防止しつつ、インサート成形される金属部材が外部に露出するのを防止することが可能となる。

本発明によれば、成形金型に射出された樹脂材料に対する保持圧力を利用してコアピンを退避させ、その退避部分に樹脂材料を充填することができることから、外部に露出した金属部材の一部を接着剤等で封止する必要がなくなるので、製造コストを上昇させることなく、インサート成形される金属部材が外部に露出するのを防止することが可能となる。

以下、本発明の一実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。なお、本実施の形態に係る筐体の製造方法は、樹脂材料で構成され、端子等の金属部材がインサート成形され得るあらゆる筐体に適用することが可能である。

図１は、本発明の一実施の形態に係る筐体の製造方法により製造される筐体の一例を示す斜視図である。図２は、図１に示す筐体の正面図である。なお、図２においては、説明の便宜上、筐体内に埋設される端子を点線にて示している。

図１及び図２においては、自動車に搭載されるターボチャージャーにおいて、アクチュエータの位置を検出する検出装置１００の筐体１０を示している。この検出装置１００においては、樹脂材料で構成される筐体１０から一部が突出するように設けられ、アクチュエータに直接又は間接的に接触する操作軸２０と、筐体１０内に設けられ、この操作軸２０の位置を検出する不図示の位置検出センサと、筐体１０内に埋設され、位置検出センサにより検出された操作軸２０（アクチュエータ）の位置に応じた出力信号を外部出力する金属製の端子３０とを備えている。

本実施の形態に係る筐体の製造方法においては、このような筐体１０を射出成形により製造するものであり、特に、その射出成形時に、端子３０を外部に露出しないように筐体１０内にインサート成形するものである。本実施の形態に係る筐体の製造方法において、射出成形時に用いられる成形金型（以下、単に「金型」という）には、埋設される端子３０を所定位置に保持するために押さえるコアピンが設けられている。このコアピンは、詳細について後述するように、金型に対する樹脂材料の圧力（例えば、射出圧力、保持圧力）に応じて移動可能に設けられている。

筐体１０にインサート成形される端子３０には、図２に示すように、所定位置に挿通孔３１が形成されている。この挿通孔３１には、上述したコアピンの先端部に設けられた挿通部が挿通される。コアピンは、この挿通部を端子３０の挿通孔３１に挿通した状態で所定の押圧力で端子３０を押さえるものとなっている。本実施の形態に係る筐体の製造方法においては、このようにコアピンで端子３０を押さえた状態で金型内に樹脂材料を射出し、金型内を樹脂材料で満たした後、その金型内の樹脂材料に対して保持圧力を加えてコアピンを退避させ、その退避した部分にも樹脂材料を充填するものである。

以下、本実施の形態に係る筐体の製造方法における各工程について説明する。図３〜図７は、本実施の形態に係る筐体の製造方法における各工程について説明するための模式図である。なお、図３〜図７においては、端子３０に形成される挿通孔３１の中心における断面を示している。また、本実施の形態に係る筐体の製造方法に用いられる金型においては、下方側から端子３０を押さえるようにコアピンを配置した場合について説明するが、これに限定されるものではない。

本実施の形態に係る筐体の製造方法においては、図３に示すように、上下に配置される金型４０ａ、４０ｂ内に形成される空間に、コアピン４１で端子３０を押さえた状態で配置する。この場合において、コアピン４１は、その上端部に設けられた挿通部４１ａを端子３０に形成された挿通孔３１を挿通させている。この挿通部４１ａは、コアピン４１の外形よりも小さい断面積を有するように設けられ、上方側に突出形成されている。なお、このコアピン４１に対する押圧力は、コアピン４１の下方領域に配置される不図示の付勢ばねにより付与されるものとなっている。

このようにコアピン４１で端子３０を押さえた状態としておき、金型４０内に不図示の射出装置から樹脂材料５０を射出する。これにより、図３に示すように、端子３０及びコアピン４１の周囲の空間に樹脂材料５０が充填されていくこととなる。この場合において、射出装置から射出される樹脂材料５０の射出圧力は、コアピン４１の端子３０に対する押圧力よりも小さく設定されている。このため、コアピン４１は、金型４０内に充填される樹脂材料５０により移動されることはなく、一定位置で端子３０を押さえた状態となっている。この端子３０の周囲に充填される樹脂材料５０は、筐体１０における埋設部を構成する。

なお、金型４０ｂにおけるコアピン４１の周囲には、図３に示すように、凹部４０ｃが形成されている。凹部４０ｃは、成形加工される筐体１０の強度を確保する肉厚部を設けるために形成されている。この肉厚部は、後述するように、コアピン４１が退避した部分における筐体１０の肉厚を確保する役割を果たす。このようにコアピン４１に対応する位置に肉厚部を設けることにより、コアピン４１を退避させ、その退避部分に樹脂材料５０を充填する場合においても、コアピン４１に対応する成形部分における筐体１０の強度が弱化するのを防止することが可能となる。

図３に示す状態から金型４０内に樹脂材料５０を射出し続けると、図４に示すように、金型４０内の空間に樹脂材料５０が完全に充填され、金型４０内の空間が樹脂材料５０で満たされる。なお、このように金型４０内の空間が樹脂材料５０で満たされた場合においても、樹脂材料５０の射出圧力は、コアピン４１の押圧力よりも小さいため、コアピン４１は、一定位置で端子３０を押さえた状態となっている。

金型４０内の空間に樹脂材料５０が完全に充填された後、本実施の形態に係る筐体の製造方法においては、金型４０内に充填された樹脂材料５０に対して保持圧力（所謂、保圧）を加える。この場合において、樹脂材料５０に対する保持圧力は、コアピン４１の端子３０に対する押圧力よりも大きく設定されている。このため、この保持圧力が、コアピン４１を付勢している付勢ばねの押圧力を上回ると、図５に示すように、コアピン４１は、押し下げられ、下方側に退避することとなる。

そして、一定の下限位置までコアピン４１が退避すると共に、上述した樹脂材料５０に対する保持圧力により、図６に示すように、その退避した部分に樹脂材料５０が充填される。すなわち、挿通孔３１の内部及びその下方側部分に樹脂材料５０が充填されることとなる。これにより、端子３０が完全に樹脂材料５０に密封された状態となる。

そして、所定の冷却期間を経て樹脂材料５０を固化させた後、コアピン４１を含む金型４０を取り外すことで成形加工が完了し、筐体１０が完成する。このように完成した筐体１０は、図７に示すように、端子３０を完全に密封した状態となっている。また、完成した筐体１０においては、金型４０ｂの凹部４０ｃに対応して下方側に突出した肉厚部１１が設けられている。この肉厚部１１の中央には、コアピン４１の上端部の形状に応じた凹部１１ａが形成されている。

本実施の形態に係る筐体の製造方法に使用する金型４０においては、図２に示すように、インサート成形される端子３０を並べて配置し、これらに形成される挿通孔３１が一列に並ぶようにその位置を決めている。そして、金型４０の凹部４０ｃは、これらの挿通孔３１が並ぶ直線上に肉厚部１１を設けるように配置されている。このため、肉厚部１１は、挿通孔３１が並ぶ直線上に沿って形成されるリブ１２を構成するものとなっている。このように肉厚部１１を独立して設けるのではなく、これらを連設してリブ１２を構成することにより筐体１０の強度を補強することが可能となる。

図８は、本実施の形態に係る筐体の製造方法により製造された筐体１０が有するリブ１２の周辺の拡大図である。図８に示すように、リブ１２を構成する肉厚部１１の表面には、端子３０の挿通孔３１に対応する部分に凹部１１ａが形成されている。しかしながら、この凹部１１ａの底面には、樹脂材料５０が配置されているため、その下方側（内部側）に配置される端子３０が外部に露出することはない。

このように本実施の形態に係る筐体の製造方法においては、金型４０に射出された樹脂材料５０に対して加える保持圧力を利用してコアピン４１を退避させ、その退避した部分に樹脂材料５０を充填するようにしたことから、従来の筐体の製造方法のように、外部に露出した端子３０の一部を接着剤等で封止する必要がなくなるので、製造コストを上昇させることなく、インサート成形される端子３０が外部に露出するのを防止することが可能となる。

また、本実施の形態に係る筐体の製造方法においては、コアピン４１に対応する部分における樹脂材料５０の肉厚を、コアピン４１の移動方向に他部分よりも厚く形成するようにしている。このようにコアピン４１に対応する部分における樹脂材料５０の肉厚を他部分よりも厚くすることにより、コアピン４１に対応する成形部分における筐体１０の強度が弱化するのを防止することが可能となる。

さらに、本実施の形態に係る筐体の製造方法においては、コアピン４１の外径よりも小さい断面積に設けられた挿通部４１ａを端子３０に形成された挿通孔３１に挿通した状態で端子３０を押さえるようにしている。これにより、保持圧力に応じてコアピン４１を退避させ、その退避した部分に樹脂材料５０を充填する構成を採る場合においても、コアピン４１に対応する成形部分における肉厚が薄くなる部分を小さくできるので、簡単な構成で当該部分における筐体１０の強度が弱化するのを防止することが可能となる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。

本発明の一実施の形態に係る筐体の製造方法により製造される筐体の一例を示す斜視図である。 図１に示す筐体の正面図である。 上記実施の形態に係る筐体の製造方法における各工程について説明するための模式図である。 上記実施の形態に係る筐体の製造方法における各工程について説明するための模式図である。 上記実施の形態に係る筐体の製造方法における各工程について説明するための模式図である。 上記実施の形態に係る筐体の製造方法における各工程について説明するための模式図である。 上記実施の形態に係る筐体の製造方法における各工程について説明するための模式図である。 上記実施の形態に係る筐体の製造方法により製造された筐体が有するリブの周辺の拡大図である。

符号の説明

１０ 筐体
１１ 肉厚部
１１ａ 凹部
１２ リブ
２０ 操作軸
３０ 端子
３１ 挿通孔
４０、４０ａ、４０ｂ 金型
４０ｃ 凹部
４１ コアピン
４１ａ 挿通部
５０ 樹脂材料
１００ 検出装置

Claims (4)

1. 成形金型に移動可能に設けられたコアピンで押さえた状態で金属部材をインサート成形する筐体の製造方法であって、
   前記成形金型内に射出される樹脂材料の射出圧力よりも大きい押圧力で前記コアピンにより前記金属材料を押さえるステップと、前記成形金型内に前記樹脂材料を射出するステップと、前記コアピンの押圧力よりも大きい保持圧力を前記成形金型内の前記樹脂材料に加えて前記コアピンを退避させるステップと、前記コアピンが退避した部分に前記樹脂材料を充填するステップとを具備することを特徴とする筐体の製造方法。
2. 前記コアピンに対応する部分における前記樹脂材料の肉厚を当該コアピンの移動方向に他部分よりも厚く形成することを特徴とする請求項１記載の筐体の製造方法。
3. 前記コアピンの外径よりも小さい断面積に設けられた先端部を前記金属部材に形成された孔に挿通した状態で前記金属部材を押さえることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の筐体の製造方法。
4. センサを筐体内に内蔵し、前記センサから筐体に導出される金属端子がインサート成形される樹脂からなる検出装置であって、
   前記金属端子が埋設される埋設部と、インサート成形時に前記金属端子を押さえると共に成形金型内に射出された樹脂材料に対する保持圧力に応じて退避するコアピンに対応する位置に設けられる肉厚部とを具備することを特徴とする検出装置。

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